CN111770840A

CN111770840A - 铝轮和制造方法

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Publication number: CN111770840A
Application number: CN201880085991.4A
Authority: CN
Inventors: 尼古拉斯·E·南尼加
Original assignee: Acoo Ryder Co
Current assignee: Acoo Ryder Co
Priority date: 2018-01-12
Filing date: 2018-12-13
Publication date: 2020-10-13
Anticipated expiration: 2038-12-13
Also published as: KR20200106037A; US11420249B2; US20190217376A1; US20200230692A1; CN115198148A; MX2020007414A; CN111770840B; EP3737565A1; KR102417740B1; WO2019139723A1; MX2020007482A; EP3737565A4; US10646914B2; US20190218647A1; CN111770809A; EP3737527A4; WO2019139724A1; EP3737527A1; CN111770809B

Abstract

铝轮包含轮辋和具有安装部分的盘。所述安装部分包含内安装面和外安装面。所述安装部分还包含粗晶粒区域和细晶粒区域。所述粗晶粒区域可以邻接于并且至少部分地形成所述内安装面或所述外安装面中的一者。所述粗晶粒区域包含第一平均晶粒长度大于1mm的铝合金晶粒。所述细晶粒区域在所述粗晶粒区域与所述内安装面或所述外安装面中的另一者之间延伸。所述细晶粒区域包含第二平均晶粒长度小于0.5mm的铝合金晶粒。

Description

铝轮和制造方法

相关申请的交叉参考

本申请要求于2018年1月12日提交的美国临时专利申请62/617018号的优先权，通过参考将其公开内容以其完整形式并入本文中。

技术领域

本公开内容涉及铝合金轮及制造其的材料、方法和技术。更具体地，本公开内容涉及具有特定晶粒结构的铝合金轮。

背景技术

铝轮可能经历疲劳并且在一个或多个位置处产生裂纹。图1A是现有技术轮10的局部侧视横截面图。图1B是现有技术轮10的局部前视平面图。轮10包含在过渡半径20附近连接的轮辋12和盘16。轮辋12包含轮辋凹槽14和封闭侧凸缘18。盘16限定了多个手孔22。在安装部分处，盘16限定了凹盘面24和凸盘面26。通常，由于疲劳而导致的轮裂纹可能发生在轮辋凹槽中、封闭侧凸缘附近、过渡半径附近、凹盘面处、凸盘面处以及与手孔相邻处。

发明内容

本文中公开和设想的材料、方法和技术涉及铝合金轮。与现有的铝轮相比，用本文中公开的铝合金以及根据此处公开的方法和技术制造的铝轮表现出改善的性能。

在一个方面，公开了一种包含轮辋和盘的轮。所述盘包含安装部分，所述安装部分包含内安装面和外安装面。所述安装部分还包含粗晶粒区域和细晶粒区域。粗晶粒区域能够邻接于并且至少部分地形成所述内安装面或所述外安装面中的一者。所述粗晶粒区域包含第一平均晶粒长度大于1mm的铝合金晶粒。所述细晶粒区域在粗晶粒区域与内安装面或外安装面中的另一者之间延伸。所述细晶粒区域包含第二平均晶粒长度小于0.5mm的铝合金晶粒。

在另一个方面，公开了一种用于制造具有轮辋和盘的轮的方法。所述盘具有安装部分，所述安装部分包含内安装面和外安装面。所述方法包括：将铝合金坯加热至不低于480℃且不高于540℃的温度；将加热的铝合金坯进行旋转锻造；和在旋转锻造之后，除去锻造覆盖料，使得盘的安装部分包含粗晶粒区域和细晶粒区域。所述粗晶粒区域可以邻接于并且至少部分地形成所述内安装面或所述外安装面中的一者。粗晶粒区域包含第一平均晶粒长度大于1mm的铝合金晶粒。细晶粒区域在粗晶粒区域与内安装面或外安装面中的另一者之间延伸。细晶粒区域包含第二平均晶粒长度小于0.5mm的铝合金晶粒。

在另一个方面，公开了一种包含轮辋和连接至所述轮辋的盘的轮。所述盘包含安装部分，所述安装部分包含内安装面和外安装面，以及粗晶粒区域和细晶粒区域。粗晶粒区域可以邻接于并且至少部分地形成所述内安装面或所述外安装面中的一者。粗晶粒区域包含第一平均晶粒长度大于1mm且小于25mm的铝合金晶粒。粗晶粒区域可以具有不小于0.2mm的深度。细晶粒区域在粗晶粒区域与内安装面或外安装面中的另一者之间延伸。细晶粒区域包含第二平均晶粒长度小于0.5mm的铝合金晶粒。所述盘还包含在安装部分与轮辋之间的盘斜面区域。盘斜面区域包含第二平均晶粒长度的铝合金晶粒。

通过考虑详细说明和附图，将使本公开内容的其它方面变得显而易见。对于为了获得根据本公开内容的一些益处而使得材料、技术或方法包括本文中所表征的所有细节没有特殊要求。由此，所表征的具体实例是指所描述的技术的示例性应用，并且替代方案是可能的。

附图说明

图1A是现有技术的铝轮的局部侧视横截面图。

图1B是图1A所示的轮的局部前视平面图。

图2显示了显微照片中晶粒宽度和晶粒长度的确定。

图3是根据本公开内容的示例铝轮的前透视图。

图4是图3所示的示例铝轮的示意性局部侧视横截面图。

图5显示了根据本公开内容的用于制造铝轮的示例方法。

图6显示了在蚀刻之后轮的盘部分中的晶粒结构。

图7显示了在蚀刻之后根据本公开内容的轮的盘部分中的晶粒结构。

图8显示了在蚀刻之后另一个轮的盘部分中的晶粒结构。

图9显示了图6～8中所示的18.2kg轮的疲劳性能。

图10显示了20.5kg轮的疲劳性能。

具体实施方式

车轮通常由各种材料如铝合金和钢制成。车轮的安全性和性能考量包括给定的轮在长时间段内抵抗疲劳的能力。用设计得比钢轮更轻的铝轮实现所述目标特别具有挑战性。

按本文中所述并使用本文中描述和设想的材料、技术和方法制造的铝轮具有改善的疲劳性能。广义地讲，本文中公开的铝轮的有利性能能够归因于由本文中公开的组分和技术的选择和性能导致的晶粒结构。

本文中公开和设想的铝轮在轮的各部分中包含特定的晶粒结构。例如，除了在一个或两个盘安装面处之外，本文中的铝轮在整个盘部分都包含细晶粒。一个或两个安装面包含粗晶粒。在安装面处的粗晶粒区域抵抗微动疲劳和快速的疲劳裂纹传播。

通常，这些晶粒微观结构能够通过在480℃～540℃之间的温度下旋转锻造合适的铝合金坯来得到。旋转锻造能够在工件与上模之间提供足够的摩擦，以在凸盘安装面上引起后固溶热处理重结晶。

下文中，描述了示例铝轮以及能够用于所述铝轮中的示例铝合金。还描述了制备铝轮的示例方法。最后，提供了与根据本文中公开和设想的各种技术和方法制造的示例铝轮有关的实验试验结果的说明。

I.示例轮

本文中描述和设想的铝轮能够例如通过晶粒结构来表征。各种铝合金能够用于本文中所述的方法和技术中，并且下面提供了示例性实施方式。

A.晶粒结构

如上所述，本文中公开和设想的铝轮可以通过晶粒结构来表征。如本文中所使用的，“晶粒”是铝轮中的薄饼状独特晶体，通常具有1～25的长度对宽度的长宽比。晶粒尺寸分析能够在晶粒长度和晶粒宽度方面进行讨论，其中晶粒长度和晶粒宽度两者的测量值都是晶粒的平均值。将晶粒宽度50和晶粒长度52的示例标识示于图2中。对于本公开内容，晶粒尺寸通常对于细晶粒结构在微米量级上并且对于更粗的晶粒结构在毫米量级上来测量。

一般来说，在成形和热处理工序期间，晶粒尺寸发生变化。晶粒尺寸的变化与所使用的成形工序的类型和弥散体的数量有关。弥散体是化学组合物的一部分并且由合金中的特定元素(例如Fe、Mn、Cr)形成。弥散体密度能够控制所得的晶粒结构和晶粒尺寸。

在本文中公开和设想的铝合金用于制造轮的情况下，晶粒尺寸影响轮的疲劳性能。如如下实验例所示，轮的疲劳性能会随着轮在铝轮的安装区域中具有粗晶粒区域而得到改善。

在本文中将铝轮的体积中的粗晶粒定义为“粗晶粒区域”。通常，粗晶粒区域包含平均晶粒长度大于1mm且小于25mm的晶粒。即，在特定区域中晶粒的平均长度大于1mm且小于25mm。将理解的是，粗晶粒区域中的一些晶粒的长度可以略长于25mm或略短于1mm。例如，粗晶粒区域包含：小于10％的细晶粒材料；小于5％的细晶粒材料；小于3％的细晶粒材料；或小于1％的细晶粒材料。

更细的晶粒通常更好地抵抗疲劳裂纹的形成。细晶粒可以定义为在铸造期间形成的未重结晶晶粒、具有在热锻期间形成的亚晶粒的未重结晶晶粒、或在热锻期间形成的动态重结晶晶粒。

本文中将铝轮的体积中的细晶粒定义为“细晶粒区域”。通常，轮100中的细晶粒区域116包含平均晶粒长度小于0.5mm且大于1μm的晶粒。即，特定区域中晶粒的平均长度小于0.5mm且大于1μm。将理解的是，细晶粒区域中一些晶粒的长度可以稍微长于0.5mm，但小于1mm。

晶粒尺寸能够使用如下方法来确定。首先，用最终的胶体二氧化硅(0.04μm)抛光剂对样品进行金相抛光。在各种情况下，样品可以得自铝轮的盘斜面部分和安装部分。然后用凯勒(Keller)试剂(2mL HF、3mL HCL、5mL HNO₃、190mL H₂O)进行约1分钟拭子蚀刻。然后，可以通过ASTM E112线方法在水平(长度)和垂直(宽度)方向上进行光学显微镜和晶粒尺寸的测量。

晶粒尺寸的确定通常包括确定一个或多个样品内的晶粒的平均晶粒长度和宽度。样品是轮的二维截面。可以在各样品中确定晶粒尺寸，并且在所述确定中使用多个样品的情况下，可以对晶粒尺寸取平均值。作为实例，得到沿着轮的轮廓的多个样品，并且各样品可以具有25mm的长度和等于轮厚度的宽度。

B.铝轮的晶粒区域

图3显示了示例轮100。图4是轮100的上部的示意性侧视横截面图。轮100的下部(未示出)将是图3中所示部分的镜像。除非另有说明，否则下面将同时讨论图3和图4。轮100包含轮辋102和盘104。盘104包含盘斜面区域105和安装部分106。安装部分106包含内安装面108和外安装面110。

在轮100的示例使用中，轮胎(未示出)邻接于轮辋102定位，并且轮100通过安装部分106固定至车辆。更具体地，安装部分106通常通过例如凸缘螺母固定至车辆轮毂或轮鼓。示例实施方式包括安装至诸如牵引车-拖车的商用车辆的轮100。在一些实施方式中，轮100作为重约45磅(20.4117kg)的22.5英寸×8.25英寸(57.15cm×20.955cm)轮毂引导轮的部件，例如Accuride^TM轮部件41644来制造。在一些实施方式中，轮100作为重约40磅(18.1437kg)的22.5英寸×8.25英寸(57.15cm×20.955cm)轮毂引导轮的部件，例如Accuride^TM轮部件42644来制造。

内安装面108和外安装面110中的至少一者在盘安装部分106的体积中包含粗晶粒区域。在一些情况下，内安装面108和外安装面110两者都包含粗晶粒区域。

粗晶粒区域112示意性地显示为与内安装面108相邻。内安装面108部分地或全部地由粗晶粒区域112形成。粗晶粒区域114示意性地显示为与外安装面110相邻。外安装面110部分地或全部地由粗晶粒区域114形成。

轮100还包含分布在定义为细晶粒区域116的体积内的细晶粒。细晶粒区域116在整个盘斜面区域105中延伸并在盘安装区域106中不存在粗晶粒区域的区域中延伸。

在其中存在粗晶粒区域112且不存在粗晶粒区域114的实施方式中，细晶粒区域116在外安装面110与粗晶粒区域112之间延伸。在其中存在粗晶粒区域114且不存在粗晶粒区域112的实施方式中，细晶粒区域116在晶粒区域114与内安装面108之间延伸。在其中同时存在粗晶粒区域112和粗晶粒区域114的实施方式中，细晶粒区域116在粗晶粒区域112与粗晶粒区域114之间延伸。

粗晶粒区域112具有深度D1并且粗晶粒区域114具有深度D2。深度D1和深度D2分别作为垂直于内安装面108和外安装面110的距离来测量。换句话说，深度D1和深度D2是在内安装面108与外安装面110之间延伸并与轮100的旋转轴平行的尺寸。

尽管在图4中将粗晶粒区域112和114示意性显示为具有均匀的深度D1和D2，但是将理解，在许多情况下，深度D1和D2在整个的各区域中可以变化。在一些情况下，深度D1和D2分别是距安装表面108、110的最大深度。在一些情况下，深度D1和D2是沿相应区域112、114的平均深度。

在一些情况下，粗晶粒区域112具有不小于0.2mm的深度D1。在一些情况下，粗晶粒区域112具有不小于6.35mm的深度D1。在一些情况下，粗晶粒区域114具有不小于0.2mm的深度D2。在一些情况下，粗晶粒区域114具有不小于6.35mm的深度D2。在一些情况下，粗晶粒区域112具有跨越安装部分106延伸的深度D1。

C.示例铝合金

可以使用在各种重量百分比下具有各种组分的铝合金来制造本文中公开和设想的铝轮。本文中公开和设想的铝合金的一个实例包括：硅(Si)、铁(Fe)、铜(Cu)、锰(Mn)、镁(Mg)、铬(Cr)、锌(Zn)和/或钛(Ti)，剩余物为铝。具有这些元素并且可用于本文中公开和设想的材料、方法和技术中的示例铝合金包括AA6099和AA6061。

在一些实施方式中，本文中公开和设想的铝合金按重量计包含：0.80％～1.20％的硅；0.7％的铁；0.10％～0.70％的铜；0.10％～0.40％的锰；0.70％～1.20％的镁；0.04％～0.35％的铬；0.25％的锌；0.10％的钛，并且剩余的重量百分比包含铝和在特定情况下的偶存元素和杂质。

在其它实施方式中，本文中公开和设想的铝合金按重量计包含：0.40％～0.80％的硅；0.7％的铁；0.15％～0.40％的铜；0.15％的锰；0.80％～1.20％的镁；0.04％～0.35％的铬；0.25％的锌；0.15％的钛，并且剩余的重量百分比包含铝和在特定情况下的偶存元素和杂质。

铝合金中的不同元素可能影响晶粒结构和得到的轮性能。例如，太多的硅和锰可能不期望地导致在安装面200上具有细晶粒(例如约0.0001英寸～约0.01英寸)。相反，太少的硅和锰可能不期望地导致在车轮盘20的其它部分(在安装面200的外侧)中出现粗晶粒。合金中的铜可能会增强疲劳强度和静态强度。包含硅和镁可能导致合金具有更高的强度。包含锰和铬可以使这些元素与硅接合以形成粒子，可以帮助控制晶粒结构。这些粒子也可能阻止由于疲劳而导致裂纹传播。

所公开的合金中的偶存元素和杂质可以包括但不限于镍、钒、锆或其混合物，并且可以以总共不大于1％、不大于0.9％、不大于0.8％、不大于0.7％、不大于0.6％、不大于0.5％、不大于0.4％、不大于0.3％、不大于0.2％、不大于0.1％、不大于0.05％、不大于0.01％或不大于0.001％的量存在于本文中所公开的合金中。

本文中所述的合金可以仅由上述成分构成，可以基本上由这种成分构成，或者在其它实施方式中，可以包含其它成分。

D.弥散体

本文中公开和设想的铝轮也可以通过弥散体来表征。术语“弥散体”在本领域中是已知的，并且通常是指各种合金组分的片。例如，弥散体可以是具有各种化学计量比的(Al-Fe-Si、Al-Mn、Al-Cr、Al-Fe(Mn,Cr)-Si、Al-V、Al-Zr、Al-Ti)的富集铁、锰、铬、钛和/或硅的金属间化合物。

一般而言，期望的晶粒结构(例如晶粒尺寸和分布)受到铝合金中弥散体的数量、尺寸和分布的影响。对于常见的商购获得的铝合金，铝合金中弥散体的数量可能与铁、锰或铬的量以及铸坯的均质化温度有关。

可以采用均质化方法以获得如本文中所公开和设想的一种或多种期望性能。作为实例，均质化可以包括将坯缓慢加热至550℃～575℃之间的温度，持续2小时～8小时，然后通过风扇进行空气冷却。在一些情况下，均质化发生在550℃～560℃的温度下。在一些情况下，均质化加热发生约4小时。

铝合金以足以在盘斜面区域和安装区域的邻接于一个或多个粗晶粒区域的区域中提供细晶粒区域的密度包含弥散体。足够的弥散体密度能够防止在轮盘的各区域如凹安装面和凸安装面的外侧中的粗晶粒重结晶。

在一些实施方式中，本文中公开和设想的铝轮中的弥散体具有不小于20/μm²的分布。在其它实施方式中，本文中公开和设想的铝轮中的弥散体具有20/μm²～50/μm²的分布。

在一些实施方式中，弥散体具有230nm～260nm的平均尺寸。在其它实施方式中，弥散体具有230nm～250nm的平均尺寸。在另外的实施方式中，弥散体具有228nm～248nm的平均尺寸。

E.锻造

本文中公开和设想的铝合金组合物的坯可以在旋转锻压机上锻造以制造各种产品。例如，可以使用旋转锻压机将铝合金坯锻造成轮的一部分。

可用于本文中所述的方法和技术中的典型的旋转锻压机包含上模和下模。可用于本文中描述和设想的方法和技术中的商购获得的旋转锻压机是SMS Wagner 350吨旋转锻压机(SMS Group公司，杜塞尔多夫，德国)。

其它锻造工序也是可行的，例如将盘安装表面进行流动成形、压纹和冲压或多步锻造工序。例如，本文中公开和设想的方法和技术可以包括锻造薄饼，然后锻造碗形，然后锻造轮辋。作为另一个实例，本文中公开和设想的方法和技术可以包括：锻造薄饼，然后锻造碗，然后将轮辋进行旋转成形(spin forming)。

假设大气压条件，铝合金坯的锻造可以在各种温度下发生。大气压条件是指在本公开内容的工序进行操作的位置处的外部环境的压力。例如，铝合金坯可以在不小于480℃且不大于540℃的温度下锻造。在其它实施方式中，铝合金坯在不小于495℃且不大于520℃的温度下锻造。作为具体实例，铸造的铝合金坯可以在480℃、490℃、500℃、510℃、520℃、530℃或540℃的温度下锻造。

II.制备铝轮的示例方法

图5显示了用于制造铝轮的示例方法300。方法300包括：加热铝合金坯(操作302)；将铝合金坯旋转锻造(操作304)；将轮辋轮廓流动成形(操作306)；实施固溶热处理(操作308)；淬火和老化(操作310)；以及除去锻造覆盖料(操作312)。其它实施方式可以包括更多或更少的操作。

方法300通过加热铝合金坯(操作302)开始。铝合金坯可以包含上述组分，如在AA6061或AA6099中发现的组分。在操作302期间，将铝合金坯加热到480℃～540℃的温度。

在加热铝合金坯(操作302)之后，将铝合金坯进行旋转锻造(操作304)。旋转锻造(操作304)通常在倾斜且旋转的模具的连续行程条件下实施。在一些实施方式中，旋转锻造(操作304)包括以0.01秒^-1～0.3秒^-1(英寸/英寸/秒)的应变速率实施的单一的向下连续行程。如上所述，锻造(操作304)可以包括不同的操作如将盘安装表面流动成形、压纹和冲压或多步锻造工序。

旋转锻造可以是“碗向上”或“碗向下”(当将轮的锻造概念化为碗形时)。通常，旋转锻造(操作304)以碗向下的方式实施，其中，当上模和下模旋转时，将碗的侧面向下推动。当将碗的侧面向下推动时，将捏合或额外的摩擦施加到凸盘表面上，特别是安装区域中。这是因为上模停留在表面上，并且因上模的“捏合”运动与摩擦组合作用而在表面上产生应变。

在旋转锻造(操作304)期间，除了在固溶热处理期间发生变形的凸盘安装表面之外，所述锻造使得在整个轮盘中经历稳定的未重结晶/动态重结晶结构的转变。

在旋转锻造(操作304)之后，能够将轮辋的轮廓流动成形(操作306)。将轮辋轮廓流动成形(操作306)可以在21℃～316℃的温度下实施。流动成形在本领域中可替代地称作旋转成形。通常，流动成形包括当轮旋转时使轮的一部分与工具局部接触。因为工具通常小(例如约2～4cm)，所以轮的变形通常也是局部化的。

在流动成形(操作306)之后，可以实施固溶热处理(操作308)。固溶热处理(操作308)能够在例如510℃～566℃的温度下进行。认为在固溶热处理(操作308)期间，凸盘安装表面附近的材料经历静态重结晶和/或晶粒生长，但是在盘的其余部分中晶粒结构保持相对不变。

在实施固溶热处理(操作308)之后，将轮淬火并老化(操作310)。可以在148℃～233℃的温度下实施老化。接下来，在将锻件机械加工成成品轮时，除去锻造覆盖料(操作312)。

通常，铝合金坯包含比期望的最终产品更多的材料质量。如本文中所使用的，“覆盖料”是在锻造之后除去的多余材料，所述多余材料不是成品轮的一部分。在一些情况下，锻造覆盖料占铝合金坯质量的大部分。能够使用本领域中已知的各种方法如使用CNC车床进行的机械加工来除去锻造覆盖料。

如上文中更详细讨论的，除去锻造覆盖料(操作310)，使得盘的安装部分包含至少一个粗晶粒区域和细晶粒区域。在一些情况下，轮锻件上的覆盖料可以在1mm～10mm之间。粗晶粒区域邻接于并且至少部分地形成所述内安装面或所述外安装面中的一者。粗晶粒区域包含平均晶粒长度大于1mm且小于25mm的铝合金晶粒。细晶粒区域在粗晶粒区域与外安装面或内安装面中的另一者之间延伸。细晶粒区域包含平均晶粒长度小于0.5mm的铝合金晶粒。

III.实验例

制备了以上公开的铝轮的实验例并进行了试验。在一些情况下，将实验轮与现有的商用轮进行了比较。特别地，对轮的实验包括性能试验，例如径向轮疲劳性能的确定和晶粒结构的表征。

A.实验晶粒结构的确定

进行实验以评价各种铝轮的晶粒结构。实验的一个目的是将根据本文中公开的方法和技术制造的示例轮中的晶粒结构与现有的商用轮进行比较。评价了三种不同类型的铝轮，并且各种铝轮均为重量为18.2kg的行业标准22.5英寸×8.25英寸的轮毂安装轮(部件号42544)。试验轮A是在510℃下封闭模锻的轮。试验轮B是根据本文中公开的各种技术和方法在500℃下旋转锻造的轮的实验例。试验轮C是在450℃下封闭模锻的轮。试验轮A、试验轮B和试验轮C各自使用铝合金AA6099制得。

图6～8显示了对试验轮A、试验轮B和试验轮C进行蚀刻的实验结果的照片。蚀刻是通过如下操作实施的：(1)用120目SiC进行均匀研磨；和(2)在室温下在300mL H₂O、75gFeCl₃、450mL HNO₃和150mL HCl溶液中蚀刻5分钟。如图6所示，试验轮A在整个盘安装区域和盘斜面区域中具有细晶粒。如图7所示，试验轮B在外安装面上具有粗晶粒区域，并且在盘的其余部分中具有细晶粒。如图8所示，试验轮C在安装区域中具有随机分布的粗晶粒区域和细晶粒区域并且在盘斜面区域中具有粗晶粒。

B.实验径向疲劳试验

图9显示了试验轮A、试验轮B和试验轮C的疲劳性能。疲劳性能是至少两个轮的平均值。各轮为用铝合金AA6099制造的18.2kg的行业标准22.5英寸×8.25英寸(57.15cm×20.955cm)的轮毂导向轮(部件号42644)。使用Accuride CE-006(遵循SAE J267)获得了疲劳性能。试验轮B在三个试验轮中具有最佳的疲劳性能。

图10显示了试验轮A、试验轮B和试验轮C的疲劳性能。疲劳性能是至少两个轮的平均值。各轮为20.5kg的行业标准22.5英寸×8.25英寸(57.15cm×20.955cm)的轮毂导向轮(部件号41644)。试验轮A利用铝合金AA6099制得。试验轮B用AA6099和AA6061制得，用各种合金制造的轮的结果相似。试验轮C用铝合金AA6061制得。使用Accuride CE-006(遵循SAEJ267)获得了疲劳性能。试验轮B在所述三个试验轮中具有最佳的疲劳性能。

对于在此列举的数值范围，可以设想，在它们之间的具有相同精确度的各中间数字。例如，对于6～9的范围，除了6和9之外，数字7和8也是可以设想的，并且对于6.0～7.0的范围，数字6.0、6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6、6.7、6.8、6.9和7.0是可以设想的。对于另一个实例，当将压力范围描述为在环境压力与另一个压力之间时，该范围包括环境压力。

应理解，前述详细描述和所附实例仅是说明性的，并且不应视为对本公开内容范围的限制。对于本领域的技术人员而言，所公开的实施方式的各种变化和变体将是显而易见的。在不背离本公开内容的主旨和范围的条件下，可以完成这样的变化和变体，包括但不限于与化学结构、取代基、衍生物、中间体、合成、组成、制剂或使用方法有关的变化和变体。

Claims

1.一种轮，包含：

轮辋；和

盘，所述盘具有安装部分，所述安装部分包含：

内安装面和外安装面；和

粗晶粒区域和细晶粒区域，

所述粗晶粒区域邻接于并且至少部分地形成所述内安装面或所述外安装面中的一者；

所述粗晶粒区域包含第一平均晶粒长度的铝合金晶粒，其中所述第一平均晶粒长度大于1mm；

所述细晶粒区域在所述粗晶粒区域与所述内安装面或所述外安装面中的另一者之间延伸；并且

所述细晶粒区域包含第二平均晶粒长度的铝合金晶粒，其中所述第二平均晶粒长度小于0.5mm。

2.根据权利要求1所述的轮，其中所述盘还包含在所述安装部分与所述轮辋之间的盘斜面区域，并且其中所述盘斜面区域包含所述第二平均晶粒长度的铝合金晶粒。

3.根据权利要求1所述的轮，其中所述第一平均晶粒长度小于25mm。

4.根据权利要求1所述的轮，其中所述粗晶粒区域具有不小于0.2mm的深度。

5.根据权利要求4所述的轮，其中所述粗晶粒区域的深度不小于6.35mm。

6.根据权利要求1所述的轮，其中所述轮辋和所述盘由包含如下元素的铝合金形成：硅(Si)、铁(Fe)、铜(Cu)、锰(Mn)、镁(Mg)、铬(Cr)、锌(Zn)、钛(Ti)和铝(Al)。

7.根据权利要求1所述的轮，其中所述粗晶粒区域是邻接于并且至少部分地形成所述外安装面的第一粗晶粒区域，其中所述安装部分还包含邻接于并且至少部分地形成所述内安装面的第二粗晶粒区域，

其中所述第二粗晶粒区域包含具有所述第一平均晶粒长度的铝合金晶粒；并且

其中所述细晶粒区域在所述第一粗晶粒区域与所述第二粗晶粒区域之间延伸。

8.根据权利要求7所述的轮，其中所述第二粗晶粒区域具有不小于0.2mm的第二粗晶粒区域深度。

9.根据权利要求8所述的轮，其中所述第二粗晶粒区域深度不小于6.35mm。

10.一种用于制造具有轮辋和盘的轮的方法，所述盘具有安装部分，所述安装部分包含内安装面和外安装面，所述方法包括：

将铝合金坯加热至不低于480℃且不高于540℃的温度；

将所述加热的铝合金坯进行旋转锻造；和

在旋转锻造之后，除去锻造覆盖料，使得所述盘的安装部分包含粗晶粒区域和细晶粒区域，

所述粗晶粒区域邻接于并且至少部分地形成所述外安装面或所述内安装面中的一者；

所述细晶粒区域在所述粗晶粒区域与所述外安装面或所述内安装面中的另一者之间延伸；并且

11.根据权利要求10所述的方法，其中加热所述铝合金坯包括将所述铝合金坯加热到不小于495℃的温度。

12.根据权利要求11所述的方法，其中加热所述铝合金坯包括将所述铝合金坯加热到不大于520℃的温度。

13.根据权利要求10所述的方法，其中旋转锻造包括用模具的连续行程将所述加热的铝合金坯进行向下锻造。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述单一向下连续行程以0.01秒^-1～0.3秒^-1的应变速率实施。

15.根据权利要求14所述的方法，还包括：

将所述轮辋的轮廓进行流动成形；和

在流动成形之后实施固溶热处理和老化。

16.一种轮，包含：

轮辋；和

连接至所述轮辋的盘，所述盘具有：

安装部分，所述安装部分包含内安装面和外安装面，所述安装部分包含粗晶粒区域和细晶粒区域，

所述粗晶粒区域具有不小于0.2mm的深度；

所述粗晶粒区域包含第一平均晶粒长度的铝合金晶粒，其中所述第一平均晶粒长度大于1mm且小于25mm；

所述细晶粒区域包含第二平均晶粒长度的铝合金晶粒，其中所述第二平均晶粒长度小于0.5mm；和

在所述安装部分与所述轮辋之间的盘斜面区域，并且其中所述盘斜面区域包含所述第二平均晶粒长度的铝合金晶粒。

17.根据权利要求16所述的轮，其中所述粗晶粒区域是邻接于并且至少部分地形成所述外安装面的第一粗晶粒区域，其中所述安装部分还包含邻接于并且至少部分地形成所述内安装面的第二粗晶粒区域，

其中所述第二粗晶粒区域包含具有所述第一平均晶粒长度的铝合金晶粒；

其中所述细晶粒区域在所述第一粗晶粒区域与所述第二粗晶粒区域之间延伸；并且

其中所述轮由包含如下元素的铝合金形成：硅(Si)、铁(Fe)、铜(Cu)、锰(Mn)、镁(Mg)、铬(Cr)、锌(Zn)、钛(Ti)和铝(Al)。

18.根据权利要求17所述的轮，其中所述粗晶粒区域具有不小于6.35mm的深度；并且

其中所述第二粗晶粒区域具有不小于0.2mm的第二粗晶粒区域深度。

19.根据权利要求18所述的轮，所述铝合金按重量百分比计包含：

0.8％～1.2％的Si；

0.7％的Fe；

0.10％～0.7％的Cu；

0.10％～0.40％的Mn；

0.7％～1.2％的Mg；

0.04％～0.35％的Cr；

0.25％的Zn；和

0.10％的Ti，

剩余的重量百分比包含铝和偶存元素和杂质，

其中所述铝合金以足以提供具有所述第二平均晶粒长度的铝合金晶粒的盘斜面区域晶粒结构的密度包含弥散体。

20.根据权利要求18所述的轮，所述铝合金按重量百分比计包含：

0.40％～0.8％的Si；

0.7％的Fe；

0.15％～0.40％的Cu；

0.15％的Mn；

0.8％～1.2％的Mg；

0.04％～0.35％的Cr；

0.25％的Zn；和

0.15％的Ti，

剩余的重量百分比包含铝和偶存元素和杂质，

其中所述铝合金以不小于20个弥散体/μm²的密度包含弥散体。